Một trong nhiều quá trình hóa lý được ứng dụng rộng rãi, cả trong công nghiệp và đời sống hàng ngày, là điện phân - sự lựa chọn trên bề mặt của các điện cực nối với nguồn dòng điện được đặt trong dung dịch hoặc nấu chảy, các thành phần của chúng (kim loại nguyên chất - nhôm đồng, khí đốt, v.v.). Việc lắp đặt chính bên trong quá trình này diễn ra là một máy điện phân.
Máy điện giải
Chất điện phân là gì
Máy điện phân là một hệ thống lắp đặt đặc biệt được sử dụng để tách các thành phần của nó ra khỏi dung dịch hoặc làm tan chảy.
Các đặc điểm chính của bình điện phân là:
- Điện áp hoạt động cho một điện cực nằm trong khoảng từ 1,8 đến 2,0 V;
- Cường độ dòng điện - đối với quá trình bình thường của quá trình điện phân, một dòng điện được cung cấp cho các điện cực có giá trị của đặc tính này từ 5 đến 10 A;
- Số lượng điện cực - số lượng điện cực tối thiểu là 2, tối đa bị giới hạn bởi kích thước của bản thân việc lắp đặt và mục đích của nó;
- Kích thước của điện cực - không phải thanh cacbon được sử dụng làm điện cực mà là các tấm kim loại, kích thước được xác định bởi mục đích lắp đặt, đặc tính dòng điện của dòng điện cung cấp cho các tấm kim loại;
- Khoảng cách giữa các bề mặt điện cực tích điện trái dấu - khoảng cách tối thiểu giữa các tấm điện cực ít nhất phải là 1,5 mm;
- Vật liệu điện cực - trong các máy điện phân hiện đại, tấm thép không gỉ với niken được sử dụng làm vật liệu cho cực dương và cực âm.
Một đặc tính quan trọng khác của nhà máy điện phân là sử dụng chất xúc tác.
Các cài đặt như vậy được sử dụng cho các mục đích sau:
- Thu được khí oxyhydro, gồm hỗn hợp hydro và oxy (khí Brown);
- Cô lập nhôm, magiê, kẽm nguyên chất từ muối của chúng nóng chảy;
- Làm sạch nước khỏi muối và tạp chất hòa tan trong đó;
- Thi công một lớp niken, kẽm mỏng chống ăn mòn bề mặt các chi tiết kim loại;
- Khử trùng các sản phẩm thực phẩm;
- Lọc nước thải khỏi muối hòa tan của kim loại nặng và các chất độc hại khác.
Quan trọng! Điện cực bạch kim làm từ sắt thông thường ít được sử dụng trong các nhà máy điện phân hơn so với thép không gỉ, vì nó oxy hóa nhanh hơn và không sử dụng được.
Máy điện phân tự tạo
Bất kỳ ai cũng có thể tự làm máy điện phân bằng tay của mình. Đối với quá trình lắp ráp của thiết kế phổ biến nhất, sẽ cần các vật liệu sau:
- tấm thép không gỉ (lựa chọn tốt nhất là AISI 316L của nước ngoài hoặc 03X16H15M3 của chúng tôi);
- bu lông М6х150;
- vòng đệm và đai ốc;
- ống trong suốt - bạn có thể sử dụng mức tinh linh, được sử dụng cho mục đích xây dựng;
- một số phụ kiện xương cá có đường kính ngoài 8 mm;
- thùng nhựa có thể tích 1,5 lít;
- một bộ lọc nhỏ lọc nước máy, ví dụ, một bộ lọc cho máy giặt;
- van nước một chiều.
quá trình lắp ráp
Tự tay thu dung dịch điện phân theo hướng dẫn sau:
- Trước hết, bạn cần đánh dấu và cưa tấm inox sau đó thành những hình vuông giống hệt nhau. Có thể thực hiện cưa bằng máy mài góc (máy mài góc). Một trong các góc trong các hình vuông như vậy phải được cắt theo một góc để cố định các tấm một cách chính xác;
- Tiếp theo, bạn cần tạo một lỗ cho bu lông ở mặt bên của tấm đối diện với vết cưa góc đã cắt;
- Việc kết nối các tấm nên được thực hiện lần lượt: một tấm trên dấu "+", tấm tiếp theo trên dấu "-", v.v.
- Giữa các tấm tích điện khác nhau nên có một chất cách điện, hoạt động như một ống dẫn từ cấp độ linh hồn.Nó phải được cắt thành các vòng, nên được cắt theo chiều dọc để có được các dải có độ dày 1 mm. Khoảng cách này giữa các tấm là đủ để khí chuyển hóa tốt trong quá trình điện phân;
- Các tấm được gắn chặt với nhau bằng cách sử dụng vòng đệm như sau: một vòng đệm nằm trên bu lông, sau đó là một tấm, sau đó ba vòng đệm, sau một tấm, v.v. Các tấm được tích điện thuận lợi được đặt trong một hình ảnh phản chiếu của các tấm tích điện âm. Điều này làm cho nó có thể ngăn các cạnh cưa chạm vào các điện cực;
Các tấm của nhà máy điện phân được lắp ráp lại với nhau
- Khi lắp ráp các tấm, bạn nên đồng thời cách ly chúng và siết chặt các đai ốc;
- Ngoài ra, mỗi tấm phải được đánh chuông để chắc chắn rằng không có đoản mạch;
- Hơn nữa, toàn bộ lắp ráp phải được đặt trong một hộp nhựa;
- Sau đó, cần làm nổi bật những nơi mà bu lông chạm vào thành của thùng chứa, nơi bạn khoan hai lỗ. Nếu bu lông không vừa với thùng chứa, thì chúng cần được cắt bằng cưa sắt;
- Sau đó, các bu lông được siết chặt bằng đai ốc và vòng đệm để đảm bảo độ kín của kết cấu;
Đĩa được đặt trong hộp nhựa
- Sau khi thực hiện các bước, bạn sẽ cần phải tạo lỗ trên nắp hộp và lắp các phụ kiện vào đó. Khả năng thấm trong trường hợp này có thể được đảm bảo bằng cách bịt kín các mối nối bằng chất bịt kín gốc silicone;
- Một van an toàn và bộ lọc trong cấu trúc được đặt ở đầu ra của khí và được sử dụng như một phương tiện để kiểm soát sự tích tụ quá mức của khí, có thể dẫn đến kết quả kém;
- Bộ phận điện phân được lắp ráp.
Giai đoạn cuối cùng là một bài kiểm tra, được thực hiện theo cách tương tự:
- đổ đầy nước vào thùng chứa đến vạch của bu lông để siết chặt;
- kết nối nguồn điện cho thiết bị;
- kết nối với ống nối, đầu đối diện của ống được hạ xuống nước.
Nếu một dòng điện yếu được cung cấp cho hệ thống lắp đặt, thì khí thoát ra qua ống sẽ gần như không thể nhận thấy, nhưng có thể quan sát nó từ bên trong bình điện phân. Bằng cách tăng dòng điện xoay chiều, thêm chất xúc tác kiềm vào nước, năng suất của chất khí có thể tăng lên đáng kể.
Theo quy luật, máy điện phân được chế tạo là một bộ phận quan trọng của nhiều thiết bị, ví dụ, một lò đốt hydro.
sự xuất hiện của một lò đốt hydro, cơ sở của nó được coi là một máy điện phân tự tạo
Biết được các loại, đặc điểm chính, thiết bị và nguyên lý hoạt động của lắp đặt ion, bạn có thể thực hiện lắp ráp chính xác cấu trúc tự tạo, đây là trợ thủ đắc lực trong nhiều tình huống hàng ngày: từ hàn và tiết kiệm nhiên liệu của xe có động cơ hoạt động của hệ thống sưởi ấm.
Thiết bị và nguyên lý hoạt động
Cực âm và cực dương
Nhà máy điện phân đơn giản nhất bao gồm một số "tế bào", mỗi "tế bào" bao gồm:
- 2 bản cực điện cực - cực âm (âm) và cực dương (dương);
- Một miếng đệm cao su xung quanh chu vi của hai điện cực khác nhau liền kề.
Các ô bên ngoài được trang bị các đường ống đặc biệt, qua đó các khí đã tiến hóa được thải ra ngoài.
Một số "tế bào" kết nối với nhau của nhà máy điện phân
Bình điện phân có thể chứa từ 1 đến 30 - 40 hoặc nhiều “ô” như vậy, các tấm cùng tên mắc nối tiếp với nhau.
Quan trọng! Khi sử dụng nguồn điện xoay chiều, người ta sử dụng thêm các bộ chỉnh lưu, trong đó đơn giản nhất là cầu điốt.
Việc cài đặt như sau hoạt động như sau:
- Nước cất với chất kiềm hòa tan trong đó hoặc muối nở thông thường được đổ vào khoảng trống giữa các điện cực;
- Điện áp 1,8-2,0 V được cung cấp từ nguồn điện đến các điện cực của tất cả các ô của hệ thống lắp đặt;
- Kết quả của quá trình điện phân, các anion (ion tích điện dương) của một chất hòa tan trong nước bị hút vào cực âm tích điện âm, kết quả là một màng natri mỏng được hình thành trên đó;
- Trên anot tích điện dương, sự phá hủy các phân tử nước xảy ra, với mỗi phân tử nước được tạo thành 2 nguyên tử hydro và 1 nguyên tử oxy;
- Khí nổ được giải phóng qua các ống nhánh đi vào thùng chứa dành riêng cho nó.
Cường độ của quá trình điện phân phụ thuộc vào điện áp và cường độ dòng điện - ở các giá trị thấp của các đặc tính này, quá trình sẽ không tiến hành. Nếu nguồn điện cung cấp dòng điện có giá trị quá cao của đặc tính dòng điện, dung dịch đổ vào bình điện phân sẽ rất nóng và sôi đi.
Gỡ lỗi và kiểm tra thiết bị
Sau đó, cần xác định vị trí các bu lông chạm vào thành hộp và ở những vị trí đó, khoan hai lỗ. Nếu không có lý do rõ ràng cho thấy rằng các bu lông không khớp với thùng chứa, thì họ nên cắt và thắt chặt để chặt chẽ với đai ốc... Bây giờ bạn cần phải khoan vỏ và lắp các đầu nối ren vào đó từ cả hai phía. Để đảm bảo tính không thấm, mối nối phải được bịt kín bằng chất trám khe gốc silicone.
Sau khi tự tay mình lắp ráp bình điện phân, bạn nên chạy thử. Để thực hiện việc này, hãy kết nối thiết bị với nguồn điện, đổ đầy nước vào bu lông, đậy nắp bằng cách nối một ống với ống nối và hạ đầu đối diện của ống xuống nước. Nếu dòng điện yếu, thì dòng điện sẽ có thể nhìn thấy từ bên trong bình điện phân.
Tăng dần dòng điện trong thiết bị tự chế của bạn. Nước cất không dẫn điện tốt vì nó không chứa muối hoặc tạp chất. Để điều chế chất điện phân, cần thêm kiềm vào nước. Để làm điều này, bạn cần dùng natri hydroxit (có trong chất tẩy rửa đường ống loại "Chuột chũi"). Cần có van an toàn để ngăn lượng khí tích tụ.
- Tốt hơn là sử dụng nước cất và soda làm chất xúc tác.
- Bạn nên trộn một ít muối nở với 40 phần nước. Các bức tường ở hai bên được làm bằng kính acrylic.
- Các điện cực tốt nhất được làm bằng thép không gỉ. Thật hợp lý khi sử dụng vàng cho đĩa.
- Sử dụng PVC mờ để làm mặt sau. Chúng có thể có kích thước 200 x 160 mm.
- Bạn có thể sử dụng máy điện phân của riêng bạn, do chính bạn sản xuất, để nấu thức ăn, để đốt cháy hoàn toàn xăng trong ô tô và trong hầu hết các trường hợp.
Máy điện phân khô được sử dụng chủ yếu cho máy móc. Máy phát điện làm tăng công suất của động cơ đốt trong. Hydro bốc cháy nhanh hơn nhiều so với nhiên liệu lỏng, làm tăng lực của piston. Ngoài nốt ruồi, bạn có thể uống Mister Muscle, xút, baking soda.
Máy phát điện không hoạt động bằng nước uống. Tốt hơn là kết nối điện như thế này: tấm đầu tiên và tấm cuối cùng - trừ, và trên tấm ở giữa - cộng. Diện tích các tấm càng lớn và dòng điện càng mạnh thì khí thoát ra càng nhiều.
Các loại máy điện phân
Tự làm hàn điểm cho pin
Tùy theo thiết kế và nguyên lý hoạt động mà nhà máy điện phân có 5 loại.
Khô
Các bộ điện phân này bao gồm các điện cực tấm ngăn cách nhau bằng các đệm cao su kín. Thường thì các "ô" của việc lắp đặt được đặt thêm trong một hộp kín.
Hydro và oxy tạo ra do quá trình điện phân được loại bỏ qua các ống nhánh đặc biệt nằm ở phần cuối của phần thân hoặc các tấm cực của hệ thống lắp đặt.
Chảy
Hệ thống điện phân loại này có thiết bị sau:
- Một bể điện phân (phần thân) có hai vòi phun, trong đó một vòi được đưa chất điện phân vào nó, qua vòi thứ hai, khí nổ tạo thành do quá trình điện phân được phóng ra;
- Các tấm điện cực ngăn cách nhau bằng miếng đệm;
- Một bể chứa chất điện phân nằm phía trên vỏ với các điện cực và được nối bằng ống với các ống nhánh của bể điện phân của hệ thống lắp đặt và có một ống nhánh với van khí ở phần trên.
Trong quá trình hoạt động của một thiết bị như vậy, khí phát triển qua ống nhánh và ống đi vào bình chứa chất điện phân và tạo ra một áp suất nhất định trong đó, thoát ra khỏi việc lắp đặt thông qua van trên ống nhánh.
Màng
Các tế bào điện phân của hệ thống lắp đặt như vậy bao gồm hai điện cực được ngăn cách bởi một màng mỏng cho phép các sản phẩm điện phân đi qua và ngăn cách các điện cực với nhau.
Nhà máy điện phân màng
Cơ hoành
Hệ thống điện phân loại này bao gồm một bình hình chữ "U" với hai điện cực được lắp vào nó và 2-3 màng ngăn không thấm. Các máy điện phân tương tự được sử dụng để sản xuất hydro và oxy tinh khiết riêng biệt.
Kiềm
Không giống như các mô hình máy điện phân khác, trong các mô hình này, dung dịch kiềm được sử dụng làm chất điện phân - xút (natri hydroxit), không chỉ là nguồn bổ sung hydro và oxy mà còn là chất xúc tác cho quá trình điện phân.
Mạch điện phân kiềm
Việc lắp đặt như vậy, trái ngược với các kiểu lắp đặt tương tự của các kiểu khác, cho phép sử dụng các điện cực rẻ hơn làm bằng sắt thông thường.
Làm máy điện giải bằng tay của chính bạn
Chắc hẳn các bạn đã quá quen thuộc với quá trình điện phân từ chương trình tiểu học. Đây là khi 2 điện cực cực được đặt trong nước dưới dòng điện để thu được kim loại hoặc phi kim loại ở dạng tinh khiết của chúng. Cần có máy điện phân để phân hủy các phân tử nước thành oxy và hydro. Máy điện phân, là một phần của cơ chế khoa học, phân chia các phân tử thành các ion.
Có hai loại thiết bị này:
- Máy điện phân khô (đây là một ô hoàn toàn đóng);
- Bình điện phân ướt (đây là hai tấm kim loại được đặt trong một bình chứa nước).
Thiết bị này đơn giản về mặt thiết bị, điều này làm cho nó có thể sử dụng ngay cả ở nhà... Máy điện phân chia điện tích nguyên tử của phân tử thành các nguyên tử mang điện.
Trong trường hợp của chúng ta, nó chia nước thành hydro dương và oxy âm. Để làm được điều này cần một lượng lớn năng lượng và để tạo ra ít năng lượng cần thiết hơn, một chất xúc tác được sử dụng.
Máy điện phân để sản xuất hydro
Tính toán nối đất
Để tự tay lắp ráp bình điện phân đơn giản nhất, bạn có thể sử dụng hình vẽ trong hình.
Bản vẽ của máy điện phân tự chế đơn giản nhất
Ghi chú! Bình điện phân là một thiết bị lắp đặt khá nguy hiểm, trong quá trình hoạt động, khí oxyhydrogen tích tụ với số lượng lớn có thể gây ra cháy nổ nghiêm trọng. Không nên đặt thiết bị gần nguồn lửa, thiết bị sưởi.
Tự làm máy điện phân cho ô tô
Để cải thiện quá trình đốt cháy nhiên liệu trong động cơ ô tô, người ta thường lắp ráp một bộ điện phân, bao gồm một vỏ từ một bình ắc quy cũ với các tấm thép không gỉ đặt bên trong, hai đầu phun, một đầu được nối với bình chứa đầy chất điện phân, đầu phun thứ hai là kết nối với ống cấp không khí cho động cơ (chính xác hơn là có đường gấp khúc từ ống hút gió đến bộ lọc gió).
Một máy điện phân tự chế như vậy được cung cấp năng lượng từ pin của ô tô bằng cách sử dụng rơ le và cầu chì 10 A.
Chúng tôi tạo ra một thiết bị bằng chính bàn tay của mình
Thiết bị cho quá trình này có thể được thực hiện bằng tay.
Đối với điều này, bạn sẽ cần:
- Tấm thép không gỉ;
- Bu lông M6 x 150;
- Vòng đệm;
- Quả hạch;
- Ống trong suốt;
- Kết nối các phần tử bằng ren ở cả hai bên;
- Thùng nhựa một lít rưỡi;
- Thiết bị lọc nước;
- Van một chiều cho nước.
Một lựa chọn tuyệt vời cho thép không gỉ là AISI 316L của nhà sản xuất nước ngoài hoặc 03X16H15M3 của nhà sản xuất từ nước ta. Hoàn toàn không cần mua inox, bạn có thể lấy đồ cũ. 50 đến 50 cm là đủ cho bạn.
"Tại sao lại lấy thép không gỉ?" - bạn hỏi. Vì kim loại thông thường nhất sẽ bị ăn mòn. Thép không gỉ chịu kiềm tốt hơn. Nên phác thảo trang tính theo cách để chia nó thành 16 hình vuông giống nhau... Bạn có thể cắt nó bằng máy mài góc. Trong mỗi hình vuông, cắt một trong các góc.
Ở phía bên kia và góc đối diện, từ góc xẻ ra, hãy khoan một lỗ để lấy bu lông giúp giữ các tấm lại với nhau. Máy điện phân không ngừng hoạt động như thế này:t tấm dòng điện chạy đến tấm - và nước bị phân hủy thành oxy và hydro. Nhờ đó, chúng ta cần một tấm tốt và tiêu cực.
Các tấm phải được kết nối xen kẽ: cộng-trừ-cộng-trừ, với một phương pháp tương tự, sẽ có một dòng điện mạnh. Để cách nhiệt các tấm với nhau, một ống được sử dụng. Một chiếc nhẫn được cắt từ mức độ. Bằng cách cắt nó, chúng tôi nhận được một dải dày milimet. Khoảng cách này đúng hơn để tạo khí.
Các tấm được kết nối với nhau bằng các vòng đệm: chúng tôi đặt một vòng đệm trên bu lông, sau đó là một tấm và ba vòng đệm, sau đó lại một tấm, v.v. Trên cộng và trừ, tám tấm phải được trồng. Nếu mọi thứ được thực hiện một cách chính xác, thì các vết cắt của các tấm sẽ không chạm vào các điện cực.
Sau đó, bạn cần phải thắt chặt các đai ốc và cô lập các tấm. Sau đó, chúng tôi đặt cấu trúc trong một hộp nhựa.
Tổng quan về nhà sản xuất máy điện phân
Các nhà sản xuất máy điện giải chính đều là các doanh nghiệp trong nước (RUSAL, NPF RutTech, JSC Uralkhimmash), cũng như các đối thủ nước ngoài của họ - Teledyne Energy Systems, Inc (Mỹ), Hydrogenics Corp. (Nước Bỉ).
Do đó, bộ điện phân là một hệ thống lắp đặt khá đơn giản và giàu tính năng được sử dụng để sản xuất khí oxyhydro, trong tương lai dự kiến sẽ được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong và lò hơi đốt nóng.
Tự điện phân tại nhà
Khi còn nhỏ, tôi luôn muốn tự mình làm một việc gì đó, bằng chính đôi tay của mình. Nhưng cha mẹ (và những người thân thiết khác) trong hầu hết các trường hợp đều không cho phép điều này. Và tôi đã không thấy sau đó (và cho đến bây giờ tôi không thấy) bất cứ điều gì xấu khi trẻ nhỏ muốn học ??
Tất nhiên, tôi không viết bài này để gợi lại những trải nghiệm thời thơ ấu với mong muốn bắt đầu tự giáo dục. Thật tình cờ, khi tôi đang lướt Internet, tôi bắt gặp một câu hỏi kiểu này. Một cậu bé nào đó hỏi về cách làm điện phân ở nhà. Đúng thật, tôi không trả lời anh ta, bởi vì cậu bé này muốn điện phân hỗn hợp đáng ngờ đau đớn ?? Tôi quyết định rằng tôi sẽ không nói thêm về tội lỗi, hãy để tôi tự tìm kiếm trong sách. Nhưng cách đây không lâu, lại lang thang trên các diễn đàn, tôi thấy một câu hỏi tương tự của một giáo viên dạy hóa học. Đánh giá theo mô tả, trường của anh ta nghèo đến mức không thể (không muốn) mua một máy điện phân với giá 300 rúp. Vì vậy, tôi đã giúp anh ta. Đối với những người tò mò về loại sản phẩm tự chế này, tôi đăng bài viết này trên trang web.
Trên thực tế, quy trình sản xuất và sử dụng pallet tự chế của chúng tôi còn rất sơ khai. Nhưng tôi sẽ nói với bạn về an toàn trước tiên và về sản xuất - thứ hai. Và vấn đề là chúng ta đang nói về một máy điện giải trình diễn, chứ không phải về một nhà máy công nghiệp. Nhờ đó, vì sự an toàn, sẽ rất tốt nếu cấp nguồn cho nó không phải từ mạng, nhưng từ pin AA hoặc từ pin. Đương nhiên, điện áp càng cao thì quá trình điện phân càng nhanh. Tuy nhiên, để quan sát bằng mắt thường các bọt khí thì khá đủ 6 V, nhưng 220 đã là quá mức. với điện áp như vậy, chẳng hạn, nước sẽ sôi nhanh nhất, và điều này không an toàn cho lắm ... Chà, tôi nghĩ bạn đã hình dung ra sự căng thẳng?
Bây giờ chúng ta hãy nói về việc chúng ta sẽ thử nghiệm ở đâu và trong những điều kiện nào. Điều đầu tiên, đó phải là không gian trống hoặc một căn phòng thông thoáng. Mặc dù tôi đã làm mọi thứ trong một căn hộ với cửa sổ đóng kín và không có gì giống như? Thứ hai, thí nghiệm được thực hiện tốt nhất trên một chiếc bàn tốt. Từ "tốt" có nghĩa là bàn phải ổn định, và tốt hơn là nặng, cứng và được gắn vào bề mặt sàn. Trong trường hợp này, tấm phủ bàn phải có khả năng chống lại các chất xâm thực. Nhân tiện, gạch từ một viên gạch là hoàn hảo cho việc này (mặc dù không may là mọi thứ). Một chiếc bàn như thế này sẽ có ích không chỉ cho trải nghiệm này. Tuy nhiên, tôi đã làm mọi thứ trên một chiếc ghế đẩu bình thường ?? Thứ ba, trong quá trình thử nghiệm, bạn không cần phải di chuyển nguồn điện (trong trường hợp của tôi là pin). Do đó, để đảm bảo độ tin cậy, cách tốt nhất là ngay lập tức đặt chúng lên bàn và cố định chúng để chúng không nhúc nhích. Tin tôi đi, điều này tiện lợi hơn việc cầm chúng thường xuyên bằng tay. Tôi chỉ đơn giản là buộc pin của mình bằng băng dính điện vào vật cứng đầu tiên mà tôi nhìn thấy. Thứ tư, các món ăn mà chúng tôi sẽ thử nghiệm, hãy để chúng nhỏ. Một chiếc kính đơn giản vừa vặn hoặc một chiếc kính bắn. Nhân tiện, đây là cách tối ưu nhất để sử dụng ly tại nhà, thay vì đổ rượu vào chúng khi sử dụng thêm ...
Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang thiết bị cụ thể. Nó được cung cấp trong hình, nhưng bây giờ tôi sẽ giải thích ngắn gọn cái gì và cái gì.
Chúng ta cần lấy một cây bút chì đơn giản và lấy cây ra khỏi nó bằng một con dao thông thường và lấy toàn bộ chì ra khỏi cây bút chì. Tuy nhiên, bạn có thể lấy chì từ bút chì cơ học. Nhưng có hai khó khăn cùng một lúc. Đầu tiên là một trong những thông thường. Đầu chì của một cây bút chì cơ học quá mỏng, đối với chúng tôi, điều này đơn giản là không thích hợp cho một thí nghiệm thị giác. Khó khăn thứ hai là một số thành phần khó hiểu của các phương tiện chặn hiện tại. Có cảm giác như chúng không được làm từ than chì mà là từ một thứ khác. Nói chung, kinh nghiệm của tôi với một "cây chì" như vậy không thành công chút nào, ngay cả ở điện áp 24 V. Vì vậy, tôi cần phải chọn ra một cây bút chì đơn giản thân gỗ tốt. Thanh graphite thu được sẽ đóng vai trò như một điện cực cho chúng ta. Như bạn có thể tưởng tượng, chúng ta cần hai điện cực. Nhờ đó, chúng ta đi chọn cây bút chì thứ hai, hoặc đơn giản là bẻ đôi chiếc que hiện có. Tôi thực sự đã làm điều này.
Với bất kỳ dây nào đến tay, chúng tôi quấn điện cực chì đầu tiên (với một đầu của dây) và chúng tôi kết nối dây này với cực trừ của nguồn điện (với đầu còn lại). Sau đó, chúng tôi dẫn đầu thứ hai và làm tương tự với nó. Đối với điều này, dựa trên điều này, chúng tôi cần một dây thứ hai. Nhưng trong trường hợp này, chúng tôi kết nối dây này với điểm cộng của nguồn điện. Nếu bạn gặp vấn đề khi gắn thanh than chì mỏng manh vào dây, bạn có thể sử dụng các công cụ sẵn có, chẳng hạn như băng dính hoặc băng keo. Nếu việc quấn đầu của than chì với chính dây dẫn không thành công và băng keo hoặc băng dính cách điện không tạo ra sự tiếp xúc chặt chẽ, thì hãy cố gắng dán đầu chì bằng keo dẫn điện. Nếu bạn không có cái này, thì ít nhất hãy buộc dây chì vào dây bằng một sợi chỉ. Không cần phải sợ, sợi chỉ sẽ không bị cháy vì căng như vậy ??
Đối với những người không biết bất cứ điều gì về pin và các quy tắc đơn giản để kết nối chúng, tôi sẽ giải thích một chút. Pin loại ngón tay tạo ra hiệu điện thế 1,5 V. Trong hình ta có hai cục pin giống nhau. Hơn nữa, chúng được kết nối dần dần - cái này đến cái kia, không song song. Với một kết nối tương tự (nối tiếp), điện áp cuối cùng sẽ được tổng hợp từ điện áp của mỗi pin, tức là, đối với tôi, nó là 1,5 + 1,5 = 3,0 V. Con số này nhỏ hơn 6 volt đã nêu trước đó. Nhưng tôi quá lười để đi mua thêm một vài cục pin. Nguyên tắc bạn và vì vậy phải rõ ràng ??
Hãy bắt đầu thử nghiệm. Ví dụ, chúng ta sẽ hạn chế mình trong việc điện phân nước.Thứ nhất, nó rất dễ tiếp cận (tôi hy vọng rằng người đọc bài viết này không sống ở Sahara), và thứ hai, nó vô hại. Hơn nữa, tôi sẽ chỉ ra cách với cùng một thiết bị (bình điện phân) với cùng một chất (nước) để thực hiện hai đa dạng kinh nghiệm. Tôi nghĩ rằng bạn có đủ trí tưởng tượng để nghĩ ra một loạt các thí nghiệm tương tự với các chất khác ?? Nói chung, nước máy phù hợp với chúng tôi. Nhưng tôi khuyên bạn nên thêm một chút muối và muối. Một chút - điều này có nghĩa là một nhúm nhỏ, không phải là một thìa tráng miệng toàn bộ. Cái này quan trọng! Khuấy đều cho muối tan. Vì vậy, nước, là một chất điện môi ở trạng thái tinh khiết, sẽ dẫn điện một cách hoàn hảo. Khi bắt đầu thí nghiệm, lau bàn cho khỏi ẩm, sau đó đặt nguồn điện và một cốc nước lên đó.
Chúng tôi hạ thấp cả hai điện cực, hiện dưới điện áp, vào nước. Đồng thời, đảm bảo rằng chỉ nhúng than chì trong nước và bản thân dây không được chạm vào nước. Việc bắt đầu thử nghiệm có thể bị trì hoãn. Thời gian phụ thuộc vào nhiều chỉ số: vào thành phần của nước, chất lượng của dây dẫn, chất lượng của than chì và tất nhiên, điện áp của nguồn điện. Sự bắt đầu của phản ứng của tôi bị trì hoãn trong vài giây. Oxy bắt đầu phát triển trên điện cực được kết nối với cộng của pin. Hydro sẽ được giải phóng trên điện cực nối với cực âm. Cần lưu ý rằng có nhiều bọt hydro hơn. Các bọt khí rất nhỏ bám quanh phần than chì ngập trong nước. Sau đó, một số bong bóng bắt đầu nổi.
Điện cực lúc đầu thí nghiệm. Không có bọt khí nào được nêu ra. Các bong bóng hydro hình thành trên điện cực nối với cực âm của pin
Có thể có những thí nghiệm nào khác? Nếu bạn đã chơi đủ với hydro và oxy, chúng ta tiến hành một thí nghiệm khác. Nó thú vị hơn, đặc biệt là đối với các nhà nghiên cứu gia đình. Nó thú vị ở chỗ có thể không chỉ nhìn thấy nó mà còn có thể ngửi thấy nó. Trong kinh nghiệm trước đây, chúng tôi nhận được oxy và hydro, theo tôi, chúng không được ngoạn mục cho lắm. Và trong một thí nghiệm khác, chúng ta nhận được hai chất (nhân tiện, hữu ích trong cuộc sống hàng ngày). khi bắt đầu thí nghiệm, dừng thí nghiệm trước đó và làm khô các điện cực. Bây giờ, lấy muối ăn (mà bạn thường sử dụng trong phòng bếp) và hòa tan nó trong khối nước. Trong trường hợp này, không phải là một số tiền nhỏ. Trên thực tế, một lượng muối vừa đủ là thứ duy nhất làm cho trải nghiệm thứ hai khác với lần đầu tiên. Sau khi hòa tan muối, bạn có thể lặp lại thí nghiệm ngay lập tức. Bây giờ một phản ứng khác đang diễn ra. Trên một điện cực tốt, lúc này không phải khí oxi được giải phóng mà là khí clo. Và về mặt âm, hydro cũng được giải phóng. Còn cốc thủy tinh đựng dung dịch muối, natri hiđroxit vẫn còn trong đó sau quá trình điện phân kéo dài. Đây là loại xút, kiềm quen thuộc.
Clo, bạn sẽ có thể ngửi thấy nó. Nhưng để có hiệu quả tốt nhất, tôi khuyên bạn nên sử dụng điện áp ít nhất là 12 V. Nếu không, bạn có thể không cảm nhận được mùi thơm. Có thể kiểm tra sự hiện diện của kiềm (sau quá trình điện phân rất dài) trong thủy tinh bằng một số cách. Đơn giản và bạo lực nhất là cho tay vào ly. Một điềm báo dân tộc nói rằng nếu bắt đầu có cảm giác nóng rát thì trong ly thủy tinh có chất kiềm. Một cách thông minh hơn và khác biệt hơn là thử nghiệm quỳ tím. Nếu trường của bạn nghèo đến mức thậm chí không thể mua được giấy quỳ, bạn sẽ được giúp đỡ bởi các chỉ số hữu ích. Một trong số này, như họ nói, có thể dùng như một giọt nước củ cải đường ?? Nhưng hoàn toàn có thể chỉ cần nhỏ một ít chất béo vào dung dịch. Theo như tôi biết, quá trình xà phòng hóa sẽ diễn ra.
Đối với những người rất tò mò, tôi sẽ mô tả những gì thực sự đã xảy ra trong các thí nghiệm. Trong thí nghiệm thứ nhất, dưới tác dụng của dòng điện cũng xảy ra phản ứng tương tự: 2 H2O >>> 2 H2 + O2 Cả hai chất khí đều nổi lên mặt nước một cách tự nhiên. Nhân tiện, các khí nổi có thể bị giữ lại. Bạn sẽ có thể làm điều đó cho mình?
Trong một thí nghiệm khác, phản ứng hoàn toàn khác.Nó cũng được tạo ra bởi một dòng điện, nhưng bây giờ không chỉ có nước, mà còn có muối đóng vai trò là thuốc thử: 4H2O + 4NaCl >>> 4NaOH + 2H2 + 2Cl2 Hãy nhớ rằng phản ứng phải diễn ra trong một lượng nước dư. Để tìm ra lượng muối được coi là lớn nhất, bạn có thể đếm nó từ phản ứng trên. Bạn vẫn có thể nghĩ về cách cải tiến thiết bị hoặc những thử nghiệm khác có thể được thực hiện. Thật vậy, có thể thu được natri hypoclorit bằng phương pháp điện phân. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, trong hầu hết các trường hợp, nó thu được bằng cách cho clo ở thể khí đi qua dung dịch natri hiđroxit.
